第五节 功和功率《汽车电工电子基础》云南省（职教高考）交通运输类 知识点讲解

云南省（职教高考）交通运输类 知识点讲解 第五节 功和功率 【考情分析】 本章重点考查功的定义、计算公式及功率的物理意义、发动机功率计算。在云南省中职考中，分值约8-12分，常结合汽车爬坡、匀速行驶等实际场景出题，与牛顿定律、能量守恒结合考查的计算题难度较高，是拉开分数的关键。【学习目标】 · 理解功的概念，掌握 W=F s 的适用条件及计算。 · 理解功率的概念，掌握 P=W/t 和 P=F v 的应用。 · 能分析汽车发动机功率、牵引力与速度的关系。 · 理解正功、负功的物理意义。 【考点梳理】 1. 功 定义：力对物体所做的功，等于力、位移、力与位移夹角的余弦三者的乘积。 公式：W = F s W：功，单位 焦耳（J），1J = 1N·m。 F：力（单位：N）。 s：位移（单位：m）。 ：力的方向与位移方向的夹角。 公式推导：当力与位移同=0。，W=F s； 当力与位移垂直=90。，W=0（力不做功） 正负功： 当 0。 < 90。时，cos> 0，W > 0，力做正功（动力）。 当 90。< ≤180。时，cos < 0，W < 0，力做负功（阻力）。 当 = 90。时，W = 0，力不做功。 2. 功率 定义：物体在单位时间内所做的功。它是描述做功快慢的物理量。 定义式：P = P：功率，单位 瓦特（W），1W = 1J/s；常用单位 千瓦（kW），1kW = 1000W。 推导式（机车专用）： 由 W=F s 代入定义式得：P = = F v。 适用条件：匀速直线运动或瞬时功率计算。 物理意义：当发动机额定功率 P 一定时，牵引力 F 与速度 v 成反比。 汽车上坡：需增大牵引力，所以要减挡降速。 平路行驶：需增大速度，所以可以增挡增速。 3. 汽车功率特性 汽车发动机的功率 P = F牵 ×v。 当汽车以恒定功率启动时，速度 v 增大，牵引力 F牵减小，加速度 a 减小，做加速度减小的加速运动，直到 F牵=f 时，加速度 a=0，速度达到最大值 v max，做匀速直线运动。 最大速度公式：v max = 【例题】 1. 下列关于功的说法，正确的是（ ） A. 有力作用在物体上，力一定对物体做功 B. 物体移动了距离，一定有力对物体做功 C. 力对物体做负功，说明物体克服该力做了功 D. 摩擦力不可能对物体做正功 答案：C 解析：做功需有力且在力方向有位移，A、B错；摩擦力可以是动力（如传送带上的物体），做正功，D错；负功的物理意义就是物体克服该力做功。 2. 一个重为 50N 的物体，在水平拉力 F 作用下，以 2m/s 的速度在水平地面上匀速前进了 5m，拉力做功为 100J。则水平拉力 F 的大小为（ ） A. 50N B. 20N C. 100N D. 200N 答案：B 解析： 1. 由 W = F s 得 F = W/s = 100J / 5m = 20N。 2. 注意：这里的力与位移同向，。，直接计算即可。重力不做功。 3. 关于功率，下列说法正确的是（ ） A. 做功越多，功率越大 B. 做功时间越长，功率越小 C. 做功越快，功率越大 D. 功率大的机器，做的功一定多 答案：C 解析：功率是描述快慢的物理量。功率 P=W/t，不仅与 W 有关，还与 t 有关，A、B、D均未控制变量，错误。 4. 汽车上坡时，司机通常要“减挡”，其目的是（ ） A. 增大速度，提高牵引力 B. 减小速度，增大牵引力 C. 减小速度，减小牵引力 D. 增大速度，减小牵引力 答案：B 解析：由 P=F v，功率 P 一定时，减小速度 v 可以增大牵引力 F，利于上坡。 5. 某机器的功率是 5kW，它表示的物理意义是（ ） A. 这台机器做的功是 5000J B. 这台机器每秒做的功是 5000J C. 这台机器做功用了 5000s D. 这台机器的功率是 5000N 答案：B 解析：功率单位瓦特的定义：1瓦特表示1秒内做功1焦耳。5kW = 5000W，即每秒做功5000J。 6. 起重机将重为 1000N 的物体匀速提升 2m，用时 5s。起重机做的功和功率分别是（ ） A. 2000J, 400W B. 1000J, 200W C. 2000J, 200W D. 1000J, 400W 答案：A 解析： 1. 匀速提升，拉力等于重力：F=G=1000N。 2. 做功 W = F s = 1000N ×2m = 2000J。 3. 功率 P = W/t = 2000J / 5s = 400W。 7. 一辆汽车以恒定功率在平直公路上行驶，当牵引力增大时，汽车的速度将（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小 答案：B 解析：P=F v，P 恒定，F 增大，v 必然减小。 8. 下列情况中，力对物体做了功的是（ ） A. 用力推桌子，桌子没动 B. 足球离开脚后，在草地上滚动 C. 提着水桶在水平地面上匀速行走 D. 用力将重物举高 答案：D 解析：A无位移；B滚动时脚不再有力；C提力与位移垂直，不做功；D有力且在力方向有位移，做功。 【高考题实战】 1. 关于功和功率，下列说法正确的是（ ） A. 功率大的机器做功一定快 B. 功率大的机器做功一定多 C. 有力作用在物体上，力一定做功 D. 物体在光滑水平面上滑动，重力对物体做功 答案：A 解析：功率就是描述做功快慢的物理量。B错在没说时间；C错在垂直或无位移不做功；D错在重力与位移垂直。 2. 一辆汽车在水平公路上匀速行驶时，发动机的牵引力为 2000N，速度为 72km/h。则发动机的功率为（ ） A. 1.44×105 W B. 1.44 ×108 W C. 4× 104 W D. 4× 107 W 答案：C 解析： 1. 单位换算：72km/h = 20m/s。 2. 公式 P = F v = 4×104 W。 3. 某同学用 50N 的水平力将重为 200N 的箱子在水平地面上推动了 4m，则该同学对箱子做的功是（ ） A. 1000J B. 800J C. 1800J D. 0J 答案：A 解析：W = F s = 200J。重力不做功，不要混淆。 4. 汽车发动机的功率恒定，当汽车爬坡时，为了获得更大的牵引力，应该（ ） A. 高速挡 B. 低速挡 C. 任意挡位 D. 先高速挡后低速挡 答案：B 解析：由 P=F v，P 一定，v 越小，F 越大。低速挡对应小速度。 5. 举重运动员将质量为 100kg 的杠铃在 2s 内举高 2m，则运动员对杠铃做的功和功率分别为（ ）取 g=10m/s2 A. 200J, 100W B. 2000J, 1000W C. 2000J, 4000W D. 200J, 200W 答案：B 解析： 1. 杠铃重力 G=mg= 1000N。 2. 做功 W = G h= 2000J。 3. 功率 P = W/t = 2000J / 2s = 1000W。 6. 关于力对物体做功，下列说法正确的是（ ） A. 滑动摩擦力总是对物体做负功 B. 静摩擦力总是对物体不做功 C. 作用力与反作用力做功的代数和一定为0 D. 力对物体做正功，物体的能量可能增加 答案：D 解析：A错，滑动摩擦力可以是动力（如传送带上的物体），做正功；B错，静摩擦力可以做正功（如加速车厢里的箱子）；C错，作用在不同物体上，位移可能不同，做功和不为0；D正确，比如牵引力做正功，汽车动能增加。 7. 一辆汽车以 10m/s 的速度匀速行驶，此时发动机的功率为 60kW。则汽车受到的牵引力为（ ） A. 6000N B. 60000N C. 6N D. 0.6N 答案：A 解析：由 P=F v 得 F = P/v = 60000W / 10m/s = 6000N。 8. 某汽车在平直公路上以额定功率行驶，当它的速度增大时，下列说法正确的是（ ） A. 牵引力增大，加速度增大 B. 牵引力增大，加速度减小 C. 牵引力减小，加速度增大 D. 牵引力减小，加速度减小 答案：D 解析：额定功率 P 不变，v 增大，由 P=F v 知 F 减小；由 F-f=ma 知，F 减小，a 也减小，直到 F=f 时匀速。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $